本文關(guān)鍵詞：高頻脈沖電場循環(huán)水捕垢機理探究及系統(tǒng)開發(fā)

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【摘要】：循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中換熱設(shè)備經(jīng)常出現(xiàn)結(jié)垢現(xiàn)象,產(chǎn)生的污垢大大降低了設(shè)備的換熱效率,并對設(shè)備管道有一定的腐蝕作用,給企業(yè)和國家造成巨大的經(jīng)濟損失和能源浪費。針對目前化學除垢方法高成本、強腐蝕及污染環(huán)境等缺點,高頻脈沖電場水處理技術(shù)以其經(jīng)濟、環(huán)保、操作簡單等優(yōu)點引起人們的廣泛關(guān)注。本文先對污垢的形成機理和水的特性進行分析,得出影響循環(huán)水中污垢形成的主要因素為污垢顆粒在水中溶解度的大小,可通過改變污垢在循環(huán)冷卻水中的溶解度,來控制污垢的生成。然后在高頻脈沖電場作用下,通過分析循環(huán)水中各粒子的變化情況,并對高頻脈沖電場五種不同捕垢機理進行比較,發(fā)現(xiàn)高頻脈沖電場為循環(huán)水提供能量,使水的大分子團簇內(nèi)部的氫鍵斷裂,循環(huán)水的溶解能力變大,進而減少污垢的生成。根據(jù)上述高頻脈沖電場防垢阻垢機理,本文對高頻脈沖電場循環(huán)水捕垢系統(tǒng)進行開發(fā)設(shè)計,并對設(shè)備內(nèi)部的電場進行模擬分析,優(yōu)化設(shè)備外網(wǎng)結(jié)垢；并根據(jù)設(shè)備的要求,設(shè)計出高頻脈沖電源的輸出電壓為30-80V,頻率為30-60KHz。最后對高頻脈沖電場循環(huán)水捕垢裝置進行簡化對比實驗,在一定范圍內(nèi),處理效果隨著電場強度和頻率的增加更加明顯；并通過外網(wǎng)對比試驗,驗證恒負極外網(wǎng)對水中污垢粒子有很好的吸附作用。
【關(guān)鍵詞】：結(jié)垢 氫鍵 高頻脈沖電場 電場強度
【學位授予單位】：青島科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TK172
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-9
• 1 緒論9-22
• 1.1 課題研究的背景9-11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-20
• 1.2.1 化學法11-15
• 1.2.2 物理方法15-20
• 1.3 研究內(nèi)容20-22
• 2 高頻脈沖電場除垢機理探究22-34
• 2.1 水垢形成機理22-25
• 2.1.1 晶核的形成22-23
• 2.1.2 晶核生長23-24
• 2.1.3 晶核聚集24-25
• 2.2 水分子的結(jié)構(gòu)及氫鍵25
• 2.3 高頻電場對溶液中各粒子的影響25-33
• 2.3.1 電場對單個水分子的影響25-27
• 2.3.2 電場對水分子團簇結(jié)構(gòu)的影響27-28
• 2.3.3 電場對溶液中離子的影響28-29
• 2.3.4 電場對水滴的影響29-32
• 2.3.5 電場對碳酸鈣晶體的作用32-33
• 2.4 本章小結(jié)33-34
• 3 高頻脈沖電場捕垢系統(tǒng)的開發(fā)及電場模擬分析34-49
• 3.1 高頻脈沖電場融垢器的設(shè)計34-37
• 3.1.1 筒體及電極板選材35-36
• 3.1.2 筒體直徑計算36-37
• 3.1.3 電極板間距和尺寸計算37
• 3.2 高頻脈沖電場除垢器的設(shè)計37-38
• 3.2.1 電極板與外網(wǎng)選材37
• 3.2.2 高頻脈沖電場除垢器設(shè)計37-38
• 3.3 高頻電場水處理器電場理論分析38-41
• 3.3.1 平行板間電場38-39
• 3.3.2 同軸圓筒形39-41
• 3.4 ANSYS電場模擬分析41-48
• 3.4.1 ANSYS分析過程42-44
• 3.4.2 靜電場ANSYS分析44-48
• 3.5 本章小結(jié)48-49
• 4 高頻脈沖電源設(shè)計49-60
• 4.1 概述49
• 4.2 電路設(shè)計原理49-50
• 4.3 信號輸入電路50-52
• 4.4 逆變電路52-55
• 4.4.1 一次逆變變壓電路52-54
• 4.4.2 二次逆變變頻電路54-55
• 4.5 輔助電路55-57
• 4.5.1 供電電路55-56
• 4.5.2 軟啟動電路56-57
• 4.6 采樣反饋電路57-59
• 4.6.1 電壓檢測電路57-58
• 4.6.2 頻率檢測電路58-59
• 4.7 本章小結(jié)59-60
• 5 高頻電場實驗研究60-75
• 5.1 實驗裝置60-62
• 5.1.1 系統(tǒng)裝置60-61
• 5.1.2 鈦基平行電極板的制備61-62
• 5.2 實驗測量參數(shù)測量62-66
• 5.2.1 溶液硬度測量62-64
• 5.2.2 溶液電導率測量64-65
• 5.2.3 垢顆粒的掃描電鏡(SEM)觀察65-66
• 5.2.4 阻垢率計算66
• 5.3 實驗結(jié)果及分析66-73
• 5.3.1 電場頻率不變,處理效果隨電場強度的變化66-69
• 5.3.2 電場強度不變,處理效果隨頻率的變化69-71
• 5.3.3 加上外電場,處理效果隨時間的變化71-72
• 5.3.4 碳酸鈣晶體的SEM觀察72-73
• 5.4 本章小結(jié)73-75
• 總結(jié)與展望75-77
• 參考文獻77-81
• 致謝81-82
• 攻讀碩士期間所發(fā)表的學術(shù)論文82-83

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 李敏哲;遲娟;湛藍;;微電解用于循環(huán)冷卻水的實驗研究[J];工業(yè)水處理;2006年02期

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本文編號：850154